Assma.ru

Ремонт и стройка
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плавка меди газовой горелкой

Плавка меди в домашних условиях: температура плавки и способы

Медь – пластичный материал, не подверженный окислению. Из него делают небольшие детали, используют в ремонтных работах. Переплавить лом можно самостоятельно в гараже, хозяйственной постройке или на собственной кухне. Специалисты подскажут, как расплавить медь в кустарных условиях. Технология несложная, главное при расплавлении учитывать физические свойства меди и сплавов.

Температура плавления

Одним из наиболее важных параметров каждого сплава можно назвать температуру плавления. Она может зависеть от концентрации легирующих элементов в составе. Литье меди в чистом виде проводится при температуре 1080 °C, при которой кристаллическая решетка перестраивается и сплав становится жидким. Расплавлять медь можно даже в случае наличия примеси в виде олова, но при этом температура плавления может варьировать в пределе от 930 до 1140 °C.

В состав могут добавлять цинк, за счет чего получается латунь. От концентрации этого легирующего элемента плавка может проводится при 900 ⁰C.

При рассмотрении особенностей плавки меди учитывается температура кипения. Этот показатель составляет 2 560 °C. В домашних условиях достигнуть подобной температуры практически невозможно. На процесс кипения указывает появление пузырьков газа.

Нельзя доводить сплав до состояния кипения. Это связано с тем, что после выделения газов структура становится пористой. За счет этого снижаются не только декоративные, но и механические качества.

Температура плавления меди

При нормальных условиях температура плавления меди составляет 1083 градусов по шкале Цельсия. А во время нагрева происходит ряд превращений на молекулярном уровне, что приводит к изменению свойств вещества. Чтобы разобраться во всех этих изменениях, нужно рассмотреть основные этапы нагрева и расплавления медного слитка. Примерный график плавления меди выглядит так:

  1. В нормальном состоянии при температуре от 0 до 100 градусов внутри меди образуется прочная кристаллическая решетка, которая обеспечивает материалу большую устойчивость, упругость, химическую инертность. Решетка является достаточно прочной, однако в случае сильной деформации может происходить пространственное изменение положения атомов в решетке. Этим объясняется ковкость и пластичность медных изделий, которые могут сгибаться и деформироваться (скажем, при кузнечной обработке или в случае пресса).
  2. В нормальном состоянии при температуре от 0 до 100 градусов на поверхности медного изделия также образуется тонкая оксидная пленка. Наличие такой пленки является большим плюсом для изделия, поскольку она выполняет множество важных функций — минимизирует контакт с внешними веществами, защищает материал от коррозии, немного увеличивает прочность. В случае охлаждения материала ниже температуры 0 градусов сама медь сохраняет все свои физические свойства. Однако оксидная пленка при охлаждении становится менее упругой и плотной, изделие становится менее твердым (хотя с практической точки зрения это снижение прочности практически незаметно).
  3. При нагреве материала выше температуры 100 градусов происходит постепенная деструкция оксидной пленки на поверхности металла. Это повышает химическую активность материала, что делает его восприимчивым к воздействию веществ во внешней среде. Одновременно с этим при нагреве происходит насыщение энергией атомов меди, что делает материал более пластичным. По этой причине ковку медных изделий выполняют именно после нагрева, поскольку без нагрева для изменения формы изделия понадобится большое количество физических усилий (это может быть мускульная сила кузнеца, расходы электроэнергии для запуска электрического пресса и так далее).
  4. При достижении температуры 1083 градусов кристаллическая медная решетка начинается постепенно разрушаться, что превращает твердую медь в жидкую. На физическом уровне происходит следующее — из-за избытка энергии атомы начинают двигаться в кристаллической решетке более интенсивно и хаотично, что приводит к частому столкновению атомов между собой. В конечном счете это разрушает решетку, хотя за счет взаимного столкновения и притяжения атомы не разлетаются в разные стороны. На физическом уровне такая структура материала соответствует жидкости (то есть такому состоянию вещества, при котором атомы находятся в относительно свободном движении, но не разлетаются в разные стороны подобно газу).
  5. При остывании медной жидкости ниже температуры 1083 градусов происходит постепенная кристаллизация вещества. Медь вновь обретает твердую форму (чем ниже температура, тем интенсивней происходит затвердение вещества). Однако при необходимости жидкую медь можно и дальше нагревать (на химическом уровне будет происходить дальнейшее насыщение атомов энергией). При достижении температуры 2595 градусов по Цельсию жидкость начнет закипать, а медь начнет принимать газообразную форму. На практике длительное удержание вещества в газообразной форме проблематично — при контакте с атмосферным воздухом вещество будет быстро остывать, обратно превращаясь в жидкость. Чтобы обойти это ограничение, используются разные технологии. Оптимальная — нагрев вещества в тугоплавкой камере с поддержанием стабильной температуры выше критической точки (то есть выше температуры 2595 градусов). В таком случае температура среды будет высокой, а остывание вещества происходить не будет.

Чтобы расплавить/испарить медное изделие с помощью высокоточного нагревательного прибора, нагревать рекомендуется до чуть более высокой температуры. Скажем, в случае расплавления нагревать изделие следует до температуры 1100-1200 градусов (а не 1083 градусов). С практической точки зрения объясняется это просто — нагрев вещества происходит неравномерно, поэтому некоторые фрагменты медного изделия будут долго держать свою форму, тогда как другие — быстро расплавятся. К тому же вещество будет постоянно остывать, что может привести к кристаллизации отдельных фрагментов расплава.

Читать еще:  Современное утепление сауны: в чем секрет и фишки

График плавления

График плавления металла состоит из пяти ступеней:

  • Первая ступень – при t = 20–100°C материал сохраняет твердое состояние. Следующее нагревание способствует удалению оксидной пленки, и медь изменяет свой цвет.
  • Вторая ступень – при t = 1082°C металл переходит в жидкое состояние, его цвет становится белым. В этот период разрушается кристаллическая решетка материала.
  • Третья ступень – при t = 2595°C цветмет начинает кипеть, выделяя углерод.
  • Четвертая ступень – нагревание прекращается, металл остывает, а пиковая температура постепенно снижается.
  • Пятая ступень – материал возвращается в твердое состояние, и металл остывает окончательно.

Выбирая лом для вторичной переработки, необходимо учесть, что чистая медь применяется в электротехнических приборах. Бронзовые или латунные сплавы, из которых сделаны многие старинные вещи, зачастую содержат в себе ядовитые вещества. Поэтому работая с ними, следует соблюдать меры предосторожности.

Основные характеристики и температура плавления меди

Медь в древности использовать, расплавлять стали раньше, чем другие металлы. Металл ценится за химическую нейтральность, долговечность, электромагнитные свойства. Теплопроводность у медных сплавов чуть ниже, чем у серебра.

Домашняя плавка меди по сути ничем не отличается от промышленного литья. Переплавить можно кусочки отслуживших радиодеталей, недорогие ювелирные изделия, столовые предметы из мельхиора. Плавка меди в чистом виде происходит при +1083°С, такой режим в бытовых условиях создать не проблематично. Сплав с цинком, оловом не нужно расплавлять до температуры плавки меди, достаточно до +900 – 950°С. Подбирая кусочки лома, важно знать, что для электротехнических деталей используют чистые сплавы. Бронза, латунь может содержать вредные химические компоненты, они начнут выделяться из металла при расплавлении. Кипит металл при сравнительно низкой температуре, +2560°С, сплав начинает пузыриться.

Как выбрать газовую горелку для пайки труб из меди

Чтобы не ошибиться с выбором, следует четко представлять, для каких целей приобретается газовая горелка. Для разовых работ по монтажу медного трубопровода в доме или квартире будет достаточно недорого аппарата с минимальным набором функций. Для профессионального применения стоит переплатить и отдать предпочтение мощным горелкам с широким функционалом от популярного производителя.

Как правило, выбор инструмента осуществляется по следующим критериям:

  • Мощность горелки. Определяет возможность пайки толстостенных медных труб и изделий большого диаметра.
  • Тип топлива. Пропан, бутан, ацетилен, МАРР-газ и т.п.
  • Область использования. Горелка для пайки труб, не всегда подойдет для резки, и наоборот.
  • Материал, с которым предстоит работать. Медь хорошо соединяется пайкой с другими металлами: бронзой, сталью, никелем.

Из конкретных моделей газовых горелок, представленных на современном рынке, можно выделить продукцию нескольких крупных производителей:

  • Kemper. Итальянский бренд, выпускающий горелки, работающие на одноразовых газовых баллонах. В комплекте идут сменные насадки.
  • Rems. Немецкий производитель, выпускающий горелки с турбонаддувом и самоподжигом. Устройства работают с несколькими типами горючих смесей и используются для мягкой, либо жесткой пайки труб сечением до 64 мм. Пламя разогревается до 2500°С.
  • Virax. Горелки работают на пропане и оснащаются механизмом пьезоэлектрического поджига. Средняя стоимость – 4500 рублей.
  • Донмет. Выпускает ручные горелки средней ценовой категории. Аппараты снабжаются комплектом насадок и работают на разных газовых смесях.
  • Kovica. Китайский бюджетный бренд, выпускающий модели на одноразовых пропановых баллонах. Стоимость инструмента начинается от 1500 рублей.
  • Castolin. Выпускает универсальный инструмент, способный работать с несколькими видами топлива. В модификацию горелок включаются фиксатор пламени, набор сопел, регулятор интенсивности горения.
  • Также, неплохие качественные аппараты выпускаются под брендами Rothenberger, Аллгаз, Профи-Тулс.

Если газовой горелки под рукой не окажется, ее функции может взять на себя строительный фен. Устройство не так удобно в использовании, но способно разогреть струю воздуха до температур, достаточных для плавления мягкого припоя.

КАК РАСПЛАВИТЬ ЛАТУНЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ: ПОШАГОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ

Отвечая на вопрос: «как расплавить латунь в домашних условиях«, мы предлагаем вам ознакомиться со следующей инструкцией:

  • Подготовка лома. Лом нарезается максимально маленькими кусками для ускорения процесса плавления. Подготовленный лом просушивают, чтобы избежать расплескивания.
  • Формы устанавливаются на подставку, или выровненный песок и прогреваются.
  • Тигель накаливается до приобретения желтого свечения. При достижении необходимой степени нагрева, производится загрузка латунного лома и присыпка его древесным углем мелкой фракции.
  • Тигель загружается в печь. Температура постепенно поднимается до достижения 950 градусов. Перемешивание расплавленного материала запрещено. Это связано с возможностью образования окислительных процессов, увеличивающих процент отходов.
  • После завершения плавления, с поверхности снимают окалину и шлак.
  • Заполнение форм. Перелитый из тигля материал оставляют для схватывания.
Читать еще:  Датчик движения: что это такое и как работает

Загрузка сплава большими порциями нежелательна. Для достижения наилучших результатов, плавление производится порциями по 30-50 грамм. Необходимо учесть, что розливу подлежит только полностью расплавленный материал. Поверхностная пленка должна быть удалена.

Как плавить металл в домашних условиях

Металл помещают в чашку или тигель и переносят в печь. Сначала происходит плавка крупных кусков, затем добавляют маленькие. Мелкими стружками и опилками заполняют сразу всю емкость. Для получения отливок без вредных примесей и уменьшения потерь нужно знать, в чем плавить металл разных видов. Драгметаллы кладут в стеклянные ампулы от лекарственных растворов и плавят вместе с ними. Стеклянная корочка, которая образуется на поверхности отливок, растрескивается и осыпается после охлаждения водой. Цветные металлы плавят в железных емкостях, а сталь, чугун, железо в графитовых тиглях.

Чтобы создать герметичное соединение между деталями различного назначения, используется горелка для пайки медных труб твёрдым припоем.

Это устройство отличается несколькими положительными характеристиками:

  • экономичность,
  • безопасность,
  • регулировка пламени,
  • лёгкое обслуживание.

Газовые аппараты для сварки делятся на несколько видов.

Решающее значение при выборе имеют:

  • тип газа,
  • производительность,
  • мощность.

Для большого объёма работы используются мощные устройства, оснащённые стационарными баллонами. Когда требуется выполнить несколько ручных операций, применяется паяльник и горелки газовые для пайки с одноразовым баллоном.

Ацетиленовые системы используются для паяльных работ с применением твёрдого припоя, когда требуется запаять большие диаметры.

Температура плавления применяемого припоя становится определяющим фактором при подборе горелки. Чтобы паять медные трубки твёрдыми припоями, используются профессиональные виды газовых горелок. Для работы с более мягкими припоями операцию выполняют полупрофессиональным устройством.

Для каждого типа пайки применяются разнообразные газовые смеси. Например, газ-воздух подаётся в системы небольшого веса и компактных габаритов. Такое оборудование для пайки медных труб обрело большую популярность, особенно когда нужно запаять трубы малого диаметра.

Газ-кислород позволяет проводить пайки деталей любого диаметра. Смесь может работать с любым материалом. Этот комплект, имеющий стационарное крепление баллонов, используется на профессиональных станциях.

Инструмент для проведения пайки

Для достижения высококачественной пайки, необходимо иметь специальное оборудование. К нему относятся:

  • Труборез.
  • Фаскосниматель.
  • Труборасширитель. Позволяет не использовать фитинги. Расширяет торец трубы.
  • Металлический ёрш.
  • Отражатель пламени. Крепится прямо на сопло. Даёт возможность пользоваться горелкой около горючих материалов, сохраняет тепло, способствует равномерному прогреву медной трубки.

Выбор газовой горелки

Мастер подбирает оборудование, учитывая все требования разработанного технологического процесса. По мощности горелки определяют тип баллончика. Он бывает двух видов: стационарный и ацетилен — кислородный.

Профессиональные горелки используют твёрдый припой. Для работы в бытовых условиях применяются газовые горелки с мягким припоем. Применение полупрофессиональных систем позволяет паять детали независимо от того, какой припой. Также горелку можно изготовить самостоятельно.

Специальный электрический термофен позволяет пользоваться мягким припоем. Этот инструмент даёт возможность сохранять определённое значение температуры плавки. В случае необходимости её можно регулировать. Специальные насадки направляют струю нагретого воздуха на конкретный участок детали.

Сегодня промышленность выпускает большой ассортимент горелок, однако все они имеют одинаковые базовые компоненты:

  • фиксирующие приспособления для установки баллона,
  • головки,
  • редуктор,
  • регулятор струи газа,
  • форсунки,
  • переходник,
  • наконечник.

Температура плавления у бытовых горелок — 1000 —1500 градусов, у промышленных — 1500 — 2000 градусов.

От используемой газовой смеси зависит тип горелки:

  • Пропановые. Получили самое большое распространение.
  • Работающие на MAPP-газе. Отличаются поддержкой мягкого топлива, высокоэффективным сжиганием газа.
  • Ацетилен — кислородные. Оснащаются стационарно зафиксированными газовыми баллонами. Часто применяются для создания магистрального трубопровода.

Самыми удобными считаются горелки, работающие с одноразовыми газовыми баллонами. Они способны работать, независимо от вида газовой смеси. Регулировка струи газа осуществляется поворотом ручки вентиля редуктора.

В отличие от стационарных установок горелки, имеющие хороший одноразовый баллон, обладают несколькими положительными качествами:

  • Лёгкая транспортировка.
  • Простое обслуживание.
  • Не требует наличия электричества.
  • Выполняет разные задачи, за счёт крепления нескольких видов сопел.
  • Управление силой пламени.
  • Полная безопасность. Благодаря обратному клапану происходит быстро перекрывание подачи газа.
  • Высококачественная пайка.

Единственным недостатком этих систем считается необходимость установки нового баллона после окончания работ.

Технология пайки

Для достижения качественной пайки с использованием газовой горелки, необходимо соблюдать определённые правила:

  • Поверхность деталей должна быть очищена от грязи. Категорически запрещается пользоваться царапающими материалами.
  • Для исключения попадания воздуха внутрь шва, поверхность сцепления должна быть покрыта флюсом.
  • Нагрев деталей должен происходить равномерно. Припой не должен перегреваться. Соединение получится низкого качества.
  • Между поверхностями припаиваемых труб должен оставаться зазор (25— 125 мкм.).
  • Чтобы в дальнейшем не появилась коррозия, флюс должен быть удалён.

Пошаговая инструкция

Как сделать плавильную печь в домашних условиях -прочтите в следующей инструкции:

  • Устанавливается высокочастотный генератор переменного тока.
  • Обмотка в виде спирали. Изготавливается из медной проволоки.
  • Тигель.

Все эти элементы помещаются в один корпус. Чашечка для плавления помещается в индуктор. Обмотка подключается к источнику питания. Когда включается ток, то появляется электромагнитное поле. Образовавшиеся вихревые токи проходят сквозь метал в чашечке и нагревают его. Происходит плавление.

Читать еще:  Утепление газобетона, почему стена должна дышать

Самодельная муфельная печь

Положительные свойства индукционной печи в том, что при переплавке металлов получается однородный расплав, не испаряются легирующие компоненты, а плавление происходит довольно быстро. К тому же установка такой печи не вредит экосистеме и безопасна для использующего ее.

Охлаждение можно сделать с помощью вентилятора. Только последний должен располагаться как можно дальше от печи, иначе обмотка его будет служить дополнительным замыканием вихревых потоков. Это понизит качество плавления.

Печь из колесного диска

Пошаговая инструкция по плавлению

Чтобы переплавить медь в домашних условиях, нужно сделать температуру немного выше, чем та при которой она будет плавиться. В данном случае не получится использовать банку и костер или подобные методы. Результата не будет.

Рекомендуется использовать доменную печь, причем важно, чтобы была возможность регулировать жар. Можно сделать печь для плавки своими руками из обычных материалов. Точную схему и принцип действия можно использовать на разных форумах, посмотреть видео в пошаговыми инструкциями.

Для создания печи часто используются старые огнетушители. Если выбрать такой метод, то надо срезать верхнюю часть и сделать крышку, которая будет закрываться. Дополнительно обрабатывается внутреннее пространство глиной, монтируется нагревательный элемент.

Выплавка должна проводиться в такой емкости, которая сама не будет от высокой температуры плавиться и деформироваться, соответственно способная выдержать более 1100 градусов. Дополнительно переплавка медных изделий требует создания азотной среды, если ее не будет, то материал испортится.

Когда все готово можно переплавить материал и получить из него единый слиток, который можно применять в дальнейшем для своих нужд.

Плавление в муфельной печи

Расплавлять медь дома можно при помощи такого инвентаря:

  • Тигель, в который будет закладываться металл для плавки.
  • Щипцы, которые могут достать тигель из печи.
  • Муфельная печь или горн для нагревания.
  • Форма для выливания жидкой меди.
  • Стальной крючок.

Пошаговый алгоритм отливки следующий:

  1. Металл для плавки надо измельчить и положить в тигель. Чем мельче будет состояние, тем быстрее получится расплавить материал. Готовый тигель ставится в прогретую до нужной температуры печь.
  2. Когда медь станет жидкой и полностью расплавиться, надо щипцами изъять тигель, причем нужно действовать аккуратно, но быстро. На поверхности жидкой массы будет плева, крюком ее надо сдвинуть и слить материал в приготовленную емкость.
  3. Не рекомендуется использовать чистый металл для создания сложных фигур или маленьких предметов, это вызвано плохой текучестью меди без примесей. В данном случае лучше использовать сплавы, в которых будет цинк, олово и другие металлы.

Самодельные приспособления

Чтобы выплавлять медь необязательно использовать специальные устройства, можно применять самодельные конструкции. Основное условие – соблюдать технику безопасности и основные правила работы с материалом.

Если муфельной печи или горна нет, то используется простая горелка на газу. Правда, сама медь будет контактировать с кислородом, за счет чего происходит быстрое окисление. Для исключения появления толстой плевы на поверхности, надо использовать измельченный уголь, когда металл примет жидкую форму.

Для получения жидкой консистенции материала надо:

  1. Установить на земле опору, для этого используются силикатные кирпичи, на них кладется сетка из металла с малыми ячейками.
  2. На сетку насыпается уголь и раскаляется, используя газовую лампу. Для получения высокой температуры можно использовать пылесос, который направляется на уголь и дает сильный воздушный поток.
  3. На раскаленный материал ставится тигель, нужно подождать, пока все расплавиться. После чего слить полученную жидкость в форму.

Еще можно использовать в домашних условиях пропан-кислородное пламя. Его рекомендуется использовать для сплава, где есть олово или цинк.

Если дома есть мощная микроволновая печь, то провести плавильную процедуру можно в ней. Для безопасности, а также сохранения тепла, защиты самой печи необходимо тигель обернуть в жаропрочный материал, а также использовать накрытие для него. После помещения надо поставить максимальный режим и ждать, когда металл переплавиться.

За счет невысокой температуры плавления медь можно легко использовать для изготовления различных деталей, предметов прямо у себя дома. Применяя описанные методы можно добиться качественного результата с минимальными вложениями. Как только температура будет снижаться, материал начнет принимать твердое состояние и после этого остывает окончательно. Для создания мелких или сложных деталей, надо применять сплавы.

В ходе выполнения работы рекомендуется не доводить материал до кипения, поскольку он теряет свои свойства, становится после остывания не таким твердым, портится визуально. В результате кипения выделяется газ, а после остывания изделия будут иметь пористую поверхность.

Рекомендуем также к прочтению:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector